Les astronomes ont identifié un système planétaire unique autour d’une jeune étoile, V1298 Tau, comportant quatre planètes remarquablement de faible densité. Ces mondes, en orbite autour d’une étoile vieille de 20 millions d’années, possèdent des densités comparables à celles du polystyrène – une découverte clé qui pourrait percer les mystères de la façon dont les types de systèmes planétaires les plus courants dans notre galaxie prennent forme.
Le chaînon manquant dans la formation planétaire
Depuis des années, les astronomes ont détecté de nombreux systèmes planétaires contenant des planètes plus grandes que la Terre mais plus petites que Neptune. Cependant, presque tous ces systèmes gravitent autour d’étoiles plus anciennes, ce qui rend difficile l’observation directe du processus de formation. Le système V1298 Tau offre un aperçu rare et en temps réel d’une jeune version de ces configurations planétaires courantes.
“Nous assistons à une version jeune d’un type de système planétaire que nous voyons partout dans la galaxie”, explique Erik Petigura de l’Université de Californie à Los Angeles. Cette découverte est importante car elle permet aux scientifiques d’étudier la formation planétaire au fur et à mesure, plutôt que de la déduire de systèmes matures.
Comment la découverte a été faite
Le système a été initialement détecté en 2017, mais des observations détaillées ont nécessité cinq années de travail méticuleux à l’aide de télescopes spatiaux et terrestres. L’équipe, dirigée par John Livingston et Erik Petigura, a suivi de subtiles variations dans les timings orbitaux des planètes, provoquées par les interactions gravitationnelles entre elles. Ces variations leur ont permis de calculer le rayon et la masse de chaque planète avec une précision sans précédent.
Le processus n’a pas été sans défis. Le calcul de l’orbite de la planète la plus externe nécessitait des conjectures éclairées ; une erreur de calcul aurait pu invalider l’ensemble de l’étude. Cependant, les estimations de l’équipe se sont révélées remarquablement précises, confirmant leurs conclusions.
Les planètes elles-mêmes : une densité remarquablement faible
Les mesures ont révélé que les planètes ont des densités exceptionnellement faibles, comparables à celles de la mousse de polystyrène. Leurs rayons varient de cinq à dix fois celui de la Terre, alors que leurs masses ne sont que quelques fois supérieures. Cela suggère que les planètes se contractent toujours sous leur propre gravité, évoluant lentement vers des tailles plus compactes de super-Terre ou sub-Neptune, courantes dans les systèmes plus anciens.
Résonance orbitale et stabilité du système
Les planètes de V1298 Tau présentent une résonance orbitale, ce qui signifie que leurs périodes orbitales sont mathématiquement liées les unes aux autres. Cet arrangement s’aligne sur la théorie dominante de la formation des systèmes planétaires, selon laquelle les systèmes se forment initialement dans un état de résonance étroitement compacté avant de devenir instables sur des milliards d’années.
Sean Raymond de l’Université de Bordeaux note que cette découverte représente un précurseur potentiel des systèmes typiques sous-Neptune. L’étude de systèmes aussi jeunes est notoirement difficile, ce qui rend cette découverte particulièrement précieuse.
“Ce système découvert de planètes proches et de faible masse en orbite autour d’une très jeune étoile représente un précurseur potentiel d’un système sub-Neptune typique”, a déclaré Raymond.
En conclusion, le système V1298 Tau offre un aperçu sans précédent des premières étapes de la formation planétaire. Les densités remarquablement faibles de ces jeunes mondes fournissent des indices essentiels pour comprendre comment les types de systèmes planétaires les plus courants dans notre galaxie naissent, comblant ainsi une lacune critique dans notre connaissance de l’évolution exoplanétaire.
